Vstupní napětí u měničů napětí a zdroje energie pro měniče napětí
Jako vstupní napětí u měničů je uváděno stejnosměrné napětí s nominální hodnotou 12V, nebo 24V. Jedná se o jmenovité hodnoty vstupního napětí, a celkový rozsah vstupního napětí u měničů v podstatě odpovídá rozsahu napětí na akumulátorech se stejnými jmenovitými hodnotami, jako mají použité měniče. Stručně řečeno: Měnič napětí se vstupním napětím 12V pracuje ''v celém rozumném rozsahu'' pracovního napětí dvanáctivoltového akumulátoru. Proč píšu ''v celém rozumném rozsahu''? Jedná se o to, že v každém ''inteligentním'' měniči napětí, je vestavěna ochrana proti hlubokému vybití akumulátoru, které poškozuje akumulátor, takže měnič napětí automaticky odpojí akumulátor, pokud napětí na něm poklesne na kritickou hranici, pod kterou by již začalo docházet k poškozování akumulátoru (Více se o tomto dočtete na stránce: Měniče napětí - ochrany a Akumulátory pro měniče napětí). Současné 12V i 24V měniče jsou tedy konstruovány s ohledem na používané akumulátory. Celkový rozsah napájecího napětí u 12V měniče je obvykle 10V až 15V, někdy je uváděno až 16V, ale v praxi je to jedno. A u 24V měniče pak obvykle 20V až 30V. Výrobci zpravidla vyrábí dvě varianty měničů, a to verzi pro připojení k 12V akumulátoru a verzi pro připojení k 24V akumulátoru. Tyto verze jsou zpravidla zcela shodné a liší se jen jiným vstupním napětím.
Jedním z pravidelně se opakujících dotazů zákazníků, je: ''Jak je to s napájením měniče napětí z akumulátoru v autě, když je nastartovaný motor''? Moje odpověď zní: Toto použití je nejen možné, ale využívá se pro podporu baterie při ''startování'' spotřebičů s velkým příkonem, nebo jako podpora baterie při provozu těchto spotřebičů (baterie pak vydrží déle). Představa nastartovaného auta, ze kterého trčí kabely vedoucí k měniči, a z měniče napětí napájená plazmová televize, na kterou se dívá majitel tohoto nastartovaného auta, to zní asi dost šíleně. Nicméně představte si jinou situaci: Máte mrazničku na zmrzlinu plnou zmrzliny, měnič a auto, a jedete prodávat zmrzlinu na akci, kde není elektřina. Přijedete tam, připojíte mrazničku k měniči, měnič k autobaterce, nastartujete motor a zapnete měnič, necháte nachladit mražák a jakmile vypne kompresor, vypnete motor a pak měnič. Po nějaké době, když se teplota v mražáku zase zvedne, tak zase nastartujete motor, zapnete měnič, necháte jet nějakou chvíli kompresor a tak dokola. A k čemu je to dobré? Za prvé pomůžete baterce se startováním kompresoru, ale hlavně tak můžete využívat napájení mražáku z měniče napětí tak dlouho, dokud Vám nedojde benzín, nebo nafta, protože při nastartovaném autě je mražák napájen z alternátoru. Nejedná se ale o to, že byste měli podle tohoto způsobu postupovat stále, ale po několikátém obdobném prodeji zmrzliny budete vědět, že např. nemusíte auto startovat každou hodinu na 10 minut, ale že stačí, když si pomůžete alternátorem na řekněme dva chladící cykly za den, a zbytek zvládne sám akumulátor, bez nastartovaného auta. A proč takový příklad? Protože přesně tak mi to odvyprávěl jeden z našich zákazníků, kterému jsme kdysi prodali měnič, a který na prodeji zmrzliny na různých akcích vydělal balík (dlužno dodat, že si vybíral zvláště takové masové akce, kam se renomovaným firmám s dodávkovými auty nechtělo z důvodu špatné dostupnosti, nebo by se tam vůbec nedostali).
Ještě poznámka na okraj: Pokud použijete 24 V měnič, pak proud, který poteče z 24V akumulátoru do tohoto měniče při zatížení, bude poloviční, oproti proudu, který poteče do 12V měniče napětí z 12V akumulátoru. Podle vzorce: P = U x I, resp. I = P/U.
Výstupní napětí u měničů napětí
Výstupní napětí meničů (střídačů) je 230V st. Měniče napětí vždy pracují v určité toleranci, která je běžně kolem 5%, nicméně při velkém zatížení měniče může dosáhnout i 10%. Na výstupu levnějších verzí měničů napětí při velkém zatížení můžete naměřit i napětí pouze kolem 200V, což je pokles o nějakých 13%. U kvalitních značkových měničů je pokles napětí při zatížení zpravidla menší, nicméně na trhu jsou (a v naší nabídce máme takové měniče také) i špičkové měniče napětí s minimálním poklesem napětí při zatížení. Možná se Vám zdají uvedené hodnoty odchylky od 230V velké, nicméně nedělejte si velké iluze ani o vaší přípojce 230V, kam putuje elektřina z elektrárny. Pokud se nemýlím, tak povolená tolerance odchylky napětí u domovní elektrické přípojky je 10% nahoru, nebo dolů od deklarovaných 230V. Osobně se ale domnívám, že ani tato tolerance nebude všude přesně dodržena.
Výstupní kmitočet měničů napětí
Jmenovitý výstupní kmitočet měničů napětí (střídačů) je 50Hz. Dnešní měniče napětí, a týká se to především značkových měničů, nemívají zásadní problémy s kolísáním kmitočtu. Navíc ''slušné'' měniče s vyšším výkonem jsou řízeny mikrokontroléry, a kmitočet měniče je tak vlasně řízen krystalem, (resp. krystalovým oscilátorem), který zabezpečuje přesné časování mikrokontroléru. Je ale samozřejmě pravda, že co se týče odchylek od nominální hodnoty 50Hz, tak jsou mezi různými měniči rozdíly. Výrazná odchylka od kmitočtu 50Hz, může mít negativní vliv na chod některých připojených spotřebičů.
Vlastní spotřeba měniče napětí - vnitřní ztráty měniče
Vlastní spotřeba měniče napětí jsou ztráty, které vznikají přeměnou části elektrické energie v měniči napětí na teplo. Jsou to ztráty vzniklé v polovodičových součástkách, především v koncových tranzistorech měničů, a dále menší ztráty vznikající např.ohřevem vysokofrekvenčních transformátorů a k drobným ztrátám dochází také vlivem ohřevu bižuterie (rezistory, kondenzátory). Účinnost současných měničů napětí se pohybuje v rozmezí od 85 do 90% tzn., že 10 - 15% z celkového odběru energie z napájecího akumulátoru měniče jde na vrub vnitřní spotřeby měniče.
Pozn.
Představa, že větší měniče (z hlediska výkonostní kategorie) mají logicky větší vlastní spotřebu, a proto dojde k rychlejšímu vybití akumulátoru, než při použití menších měničů napětí, může být zcestná a závísí na tom, na kolik procent max. trvalého výkonu je měnič využíván. Je potřeba si uvědomit, že např. 300W měnič hnaný na 80% svého trvalého maximálního výkonu se podstatně více zahřívá, než 600W měnič, který ''pojede'' v pohodě na 40% svého výkonu, přitom ale v tomto příkladu bude výkon odebíraný z obou uvedených měničů stejný. V důsledku vyššího ohřevu součástek v měniči (výkonové tranzistory, trafa a další součástky), které se budou s rostoucí teplotou dostávat stále více mimo svůj optimální pracovní režim, bude v tomto případě 300W měnič pracovat s menší účinností než jeho větší 600W kolega, a menší účinnost = větší ztráty. Takže paradoxně může mít menší měnič napětí větší spotřebu. Je to obdobné jako se spotřebou v autě, pokud budete chtít dosáhnout menší spotřeby paliva, tak určitě nebude rozumné jezdit osmdesátikilometrovou rychlostí na druhý rychlostní stupeň. Každopádně je tu ještě jeden rozdíl a to zpravidla v konstrukci měničů s různým výkonem. Je jasné, že měnič 300W a 1000W od stejného výrobce musí mít různou konstrukci a zapojení, nelze ale také předpokládat, že levný 300W měnič bude mít vestavěnu tak ''vyšlechtěnou'' elektronickou část jako jeho 1000W bratr. S vyšším výkonem si tedy zpravidla nekupujete jenom vyšší výkon, ale i celkově lepší a účinnější elektronické zapojení a není tak šetřeno ani na mechanické konstrukci měniče.
Spotřebu naprázdno u různých typů měničů, můžete porovnat podle technických parametrů měničů napětí z naší nabídky. Přímý odkaz na konkrétní produkty najdete zde: Měniče napětí
Spotřeba naprázdno - spotřeba bez připojeného spotřebiče
Jedná se o spotřebu, kterou má měnič v zapnutém stavu, ale bez připojeného spotřebiče. Spotřeba naprázdno se udává u měničů obvykle jako proud, který teče ze zdroje (akumulátoru) do měniče. U solidního 600W měniče napětí, je tato hodnota v současné době kolem 0,35A. Pokud proud naprázdno vynásobíme napětím zdroje (akumulátoru), které je dejme tomu 12V, pak se dostaneme k hodnotě ztrátového výkonu naprázdno, a to je v případě zmíněného 600W měniče 0,35 x 12 = 4,2W.
Pozn.
Výkonostně ''větší'' měniče mají větší spotřebu naprázdno, nicméně u značkových měničů se nejedná o velký problém. Např. 300W měnič má proud naprázdno 0,2A a 600W měnič 0,35A. Rozdíl činí 0,15A. Tento rozdíl ''odsaje'' z akumulátoru kapacitu cca 3,6Ah za 24 hodin. Nebo také: máte 300W měnič s proudem naprázdno 0,2A, který je zapnutý a bez připojeného spotřebiče. Úbytek kapacity na akumulátoru pak činí asi 4,8Ah/24hodin. U 600W měniče je to pak úbytek ''šťávy'' z akumulátoru o 8,4Ah/24hodin.
Mechanická konstrukce měničů napětí
Důležitou částí měniče napětí je jeho obal. Vzhledem, k tomu, že min. 10% energie, která proudí z akumulátoru do měniče se přemění v měniči na ztrátové teplo, je nutné, aby měnič měl obal vytvořený z hliníkového profilovaného plechu, nebo u výkonnějších typů, z hliníkového profilu. Tento obal pak slouží pro pasivní chlazení měniče. U některých typů měničů s velmi malým trvalým maximálním výkonem bývá obal tvořen plastovým výliskem, jedná se většinou o měniče do výkonu 100W. Pro občasné použití jako měnič pro nabíječku malých akumulátorů, nabíječku akumulátorů do videokamer, nebo foťáků, nebo pro nabíječku mobilu (pokud nemáte přímo autonabíječku) stačí i ''plastový'' měnič, osobně ale považuji takový měnič za zboží typu ''Použij a zahoď''. Měniče napětí s menším výkonem mají vestavěnu jednu výstupní zásuvku, některé typy měničů napětí obvykle s výkonem nad 1000W pak mají vestavěny i dvě výstupná zásuvky pro připojení spotřebičů. Vzhledem k tomu, že tyto stránky jsem vytvořil zčásti inspirován nejroztodivnějšími dotazy zákazníků, nezbývá mi, než zde osvětlit jak je to se dvěma zásuvkami u měničů napětí. Jeden ze zákazníků, mi před již dlouhým časem telefonoval, že si u nás koupil měnič s výkonem 2000W a když má k měniči připojené dva spotřebiče, každý s příkonem cca 1200W, tak mu měnič hlásí přetížení. Řekl jsem mu tedy, že je vše v pořádku, protože tyto dva spotřebiče mají dohromady příkon 2400W a měnič má max. trvalý výkon pouze 2000W. Následovala oboustranně zcela zmatená diskuse, protože každý z nás mluvil o něčem jiném, až jsem nakonec problém zákazníka pochopil. Domníval se, že když se jedná o 2000W měnič, který má dvě zásuvky, tak že z každé zásuvky může odebírat výkon 2000W, tedy dohromady 4000W. Zásuvky jsou uvnitř měniče samozřejmě paralelně propojené, takže myšlenka tohoto zákazníka byla sice zajímavá, ale hodná spíše Járy Cimrmana. Součástí měničů napětí jsou dále stavové LED diody indikující provozní stavy měniče a u některých měničů s výkonem nad 2500W je vestavěn stavový displej. Dále se můžete u některých měničů napětí setkat se zásuvkou pro připojení kabelového dálkového ovladače, pomocí kterého je možné ovládat měnič z jiného místa. Měniče s funkcí záložního zdroje, pak mají navíc vestavěnu zásuvku pro připojení síťového kabelu. Setkat se můžete i s měniči napětí, které mají vestavěn USB konektor pro napájení USB zařízení. V takovém měniči je vestavěn ještě jeden malý DC/DC měnič napětí z 12V (24V) na 5V pro zmíněný USB konektor. Zbývá uzavřít tuto kapitolu zmínkou o vestavěném vypínači měniče.
Připojení měničů napětí k baterii
Měniče napětí se obvykle připojují přímo k akumulátoru. Některé měniče s menším výkonem se pak připojují k autobaterii přes autokonektor (konektor do zapalovače auta). Pouze konektor do autozapalovače mají měniče do výkonu 150W, je to dáno možnostmi daného konektoru, resp. maximálním proudem, který může tímto typem konektoru a kabeláží v autě spojenou s konektorem téci. Měniče napětí do 300W mají obvykle v dodávce jak kabel s autokonektorem, tak i kabely se svorkami pro připojení přímo k akumulátoru. Pokud chcete použít s tímto měničem spotřebič do výkonu 150W, tak můžete měnič připojit v autě i přes kabel s autokonektorem, pokud ale chcete použít v autě spotřebič s vyšším příkonem, musíte jej připojit přes dodávané kabely se svorkami přímo k akumulátoru. Pokud toto pravidlo nehodláte dodržet, tak si zjistěte, kde máte v autě pojistky, protože brzy budete jednu z nich vyměňovat. Měniče napětí nad 300W se připojují k akumulátoru přes dodávaný kabel s krokosvorkami. Měniče nad 1000W již nejsou dodávány s kabely s krokosvorkami, ale s očky, pro pro upevnění k akumulátoru pomocí šroubového spoje. Je nutné si uvědomit, že jiné připojení u těchto meničů již není možné z důvodu velkých proudů tekoucích do měniče. Na závěr zmíním, že pokud budete chtít použít vlastní kabely, je nutné dodržet nutný průřez vodičů. Součástí těchto stránek, je aplikace, která Vám sama spočítá, na základě zadaných hodnot, nutný průřez vodičů mezi akumulátorem a měničem, při různých výkonech měniče napětí, nicméně hlavním posláním zmíněné ''kalkulačky'' je spočítat zájemci na základě dosazených údajů dobu výdrže akumulátoru při zadaném příkonu spotřebiče připojeného k měniči napětí.
Záležitosti kolem trvalého a špičkového výkonu měničů na této stránce neřešíme, protože jsou součástí podstránky: Rozdělení měničů napětí. Speciální funkce měničů napětí a ochrany pak najdete na podstránce: Měniče napětí - funkce a ochrany, a zvláštní stránku jsme věnovali měničům napětí s funkcí UPS (záložní zdroje): Měniče napětí jako záložní zdroje - UPS
